thuyết minh đồ án môn học kết cấu bê tông

thuyết minh đồ án môn học kết cấu bê tông

                        1 4 7 10 13 16 A B C D E E D C B A                    THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG I. MẶT BẰNG SÀN Công trình: Nhà công nghiệp Mặt bằng tầng thứ i Tường chịu lực có chiều dày t = 330 mm Cột tiết diện 300 × 300 Bê tông B15 tương ứng M200 ⇒ R b = 8,5 < 15 MPa ⇒ ξ Pl = 0,37 và α PL = 0,30 Hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ b2 = 1,0 Cốt thép chọn để tính toán + d ≤ 10 dùng loại thép CI + d ≥ 10 dùng loại thép CII Mặt bằng sàn + dầm phụ + dầm chính BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1    !"#$ % &'(' t L 1 L 2 P c γ f,p Cốt thép Bê tông B15 Thép sàn d ≤ 10 Cốt đai d ≤ 10 Cốt dọc d ≥ 12 mm m m T/m 2 MPa MPa MPa MPa 330 2,0 6,0 0.7 1, 2 R b = 8,5 R bt = 0,75 γ b = 1,0 R s = 225 R sw = 175 R s = 280 ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ ĐỂ THUẬN CHO VIỆC TINH TOÁN Trạng thái Ký hiệu Đơn vị gốc Đơn vị chuyển đổi Hoạt tải tiêu chuẩn P c 0.7 T/m 2 7 KN/m 2 Cường độ chịu nén dọc trục của bê tông R b 8,5 MPa 8,5 × 10 3 KN/m 2 Cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông R bt 0,75 MPa 7,5× 10 3 KN/m 2 Cường độ chịu kéo của cốt thép dọc R s (sàn) 225 MPa 225 × 10 3 KN/m 2 Cường độ chịu kéo của cốt thép dọc (dầm) R s và R s ’ 280 MPa 280 × 10 3 KN/m 2 Cường độ chịu kéo của cốt thép ngang R sw 175 MPa 175 × 10 3 KN/m 2 II. TÍNH TOÁN BẢN SÀN. 1.Các lớp cấu tạo sàn. Gạch Ceramic δ = 10 mm γ g = 20 KN/m 3 γ f = 1,2 Vữa lót δ = 25 mm γ v = 18 KN/m 3 γ f = 1,3 Bê tông cốt thép δ = h b mm γ bt = 25 KN/m 3 γ f = 1,1 Vữa trát δ = 20 mm γ g = 18 KN/m 3 γ f = 1,3 2. Phân loại bản sàn. 2  ))    *      - Xét tỷ số hai cạnh ô bản: 1 2 L L = 2 6 = 3 > 2 ⇒ Bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc theo một phương cạnh ngắn. 3. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn. h b = m DL 1 = 30 20001× = 67 mm > h min = 60 mm Chọn h b = 70 mm + Xác định sơ bộ kích thước dầm phụ Chiều cao dầm phụ: h dp = dp L       ÷ 16 1 12 1 = 6000 16 1 12 1       ÷ = 500 ÷ 375 mm Chọn h dp = 400 Chiều rộng dầm phụ: b dp = dp h       ÷ 4 1 2 1 = 400 4 1 2 1       ÷ = 200 ÷ 100 mm Chọn b dp = 200 mm + Xác định sơ bộ kích thước dầm chính Chiều cao dầmchính: h dc = dc L       ÷ 12 1 8 1 = 6000 12 1 8 1       ÷ = 750÷ 500 mm Chọn h dc = 600 Chiều rộng dầmchính: b dc = dc h       ÷ 4 1 2 1 = 600 4 1 2 1       ÷ = 300 ÷ 150 mm Chọn b dc = 300 mm 4. Sơ đồ tính - Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có chiều rộng b = 1,0 m xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường và các dầm phụ. - Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối. +/ Đối với nhịp biên. L b = L 1 - 2 dp b - 2 t + 2 b h = 2000 - 2 200 - 2 330 + 2 70 = 1770 mm = 1,77 m +/ Đối với nhịp giữa. L g = L 1 - b dp = 2000 - 200 = 1800 mm = 1,8 m SƠ ĐỒ NHỊP TÍNH TOÁN CỦA BẢN SÀN 5. Xác định tải trọng. 3 )) * ,- &,- ,- ,- ,- ./012 # 2 2 5.1- Tĩnh tải. - Xác định trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn. g s = Σ (γ fi × γ i × δ i ) LẬP BẢNG TÍNH TT Lớp Cấu tạo Chiều dày δ (m) Trọng lượng riêng γ i (KN/m 3 ) Hệ số tin cậy về tải trọng γ f,i Giá trị tính toán g s (KN/m 2 ) 0 1 2 3 4 5 1 Gạch Ceramic 0,01 20 1,2 0,24 2 Vữa lót 0,025 18 1,3 0,59 3 Bê tông cốt thép 0,07 25 1,1 1,93 4 Vữa trát trần 0,02 18 1,3 0,47 Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn. 3,23 5.2 - Hoạt tải. P s = γ f,i × P c = 1.2 × 7 = 8,4 KN/m 2 5.3 - Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải bản b = 1 m. q s = (g s + p s ) × b = (3,23 + 8,4) = 11,63 KN/m 2 6. Xác định nội lực . - Mô men lớn nhất ở nhịp biên. M nb = 11 2 bs Lq = 11 77,163,11 2 × = 3,31 KNm - Mô men lớn nhất ở gối biên ( gối thứ 2 ). M gb = - 11 2 gs Lq = - 11 80,163,11 2 × = - 3,43 KNm - Mô men lớn nhất ở các nhịp giữa và gối giữa. M ng,gg = ± 16 2 gs Lq = ± 16 80,163,11 2 × = ± 2,36 KNm 7. Vẽ biểu đồ mô men. 8. Tính cốt thép. 4 Giả thiết a = 15mm ⇒ h o = 70 – 15 = 55 mm = 0,055 m. *Tính thép cho nhịp biên. α m = o b ng bhR M 2 = 23 055.01105,8 31,3 ××× = 0,129 < α PL = 0,30 ξ = 1- 129,021 ×− = 0,139 A s = s ob R bhR ξ = 3 3 10225 055,01105,8139,0 × ×××× = 2,88 × 10 -4 m 2 = 288 mm 2 Chọn φ 6/8 @ 130 có A sc = 302 mm 2 (Sai số +4,86%). - Kiểm tra hàm lượng. µ = o s bh A × 100% = 551000 302 × × 100% = 0,55% µ Max = ξ pl s b R R = 3 3 10225 108,5 0,37 × ×× × 100% = 1,40% µ Min = 0.05% < µ = 0,55% < µ Max = 1,40% ⇒ Thoả mãn điều kiện. *Tính thép cho gối biên. α m = o b gb bhR M 2 = 23 055.01105,8 43,3 ××× = 0,133 < α PL = 0,30 ξ = 1- 133,021 ×− = 0,143 A s = s ob R bhR ξ = 3 3 10225 055,01105,8143,0 × ×××× = 2,97 × 10 -4 m 2 = 297 mm 2 Chọn φ 6/8 @ 130 có A sc = 302 mm 2 (Sai số +1,68%). -Kiểm tra hàm lượng. µ = o s bh A × 100% = 551000 302 × × 100% = 0,55% µ Max = ξ pl s b R R = 3 3 10225 108,5 0,37 × ×× × 100% = 1,40% µ Min = 0.05% < µ = 0,55% < µ Max = 1,40% ⇒ Thoả mãn điều kiện. *Tính thép cho nhịp giữa và gối giữa. α m = o b ggng bhR M 2 , = 23 055.01105,8 36,2 ××× = 0,092 < α Pl = 0,30 ξ = 1- 092,021 ×− = 0,0967 A s = s ob R bhR ξ = 3 3 10225 055,01105,80967,0 × ×××× = 2,01 × 10 -4 m 2 = 201 mm 2 Chọn φ 6 @ 130 có A sc = 218 mm 2 (Sai số +5,5%). Kiểm tra hàm lượng. µ = o s bh A × 100% = 551000 218 × × 100% = 0,40% 5 µ Max = ξ pl s b R R = 3 3 10225 108,5 0,37 × ×× × 100% = 1,40% µ Min = 0.05% < µ = 0,40% < µ Max = 1,40% ⇒ Thoả mãn điều kiện. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN SÀN Tiết diện M KNm α m ξ A s (mm 2 /m) µ (%) Chọn cốt thép φ (mm) @ (mm) A sc (mm 2 /m) Nhịp biên 3,31 0,129 0,139 288 0,52 6/8 130 296 Gối biên -3,43 0,133 0,143 297 0,54 6/8 130 296 Nhịp giữa , gối giữa ± 2,36 0,092 0,096 201 0,36 6 130 218 9. Bố trí cốt thép h b < 80 mm ⇒ Không xét đến hệ số α . Bố trí thép nhịp và gối tách riêng. *Cốt thép cấu tạo chịu mô men âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính được xác định: A s,ct ≥ φ 6 @ 200 50% A s gối giữa = 0,5 × 201 = 100 mm 2 Chọn φ 6 @ 200 (A sc = 141 mm 2 ) *Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện 1 2 L L > 3 ⇒ A s, pb ≥ 15%A st = 0,15 × 298 = 447 mm 2 Chọn φ 6 @ 300 (A sc = 94 mm 2 ) *Đối với các ô bản có dầm liên kết ở bốn bên thì ta giảm 20% lượng thép so với kết quả tính được. + ở các gối giữa và các nhịp giữa. A s = 0,8 × 201 = 160 mm 2 Chọn φ 6 @ 160 (A sc = 166 mm 2 ) *Chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: L an ≥ 10d 6 E D C B A 16 13 10741 3   45!"#              A A B B C CD D  $* φ 6    2 φ 6  7  &  & 4 φ 6  7 φ 6   $ * ) &  8 9  :  +  8 9  : ;+; )   $7*  $7* 7 89:%+%  φ 6 $7  φ 6 $*  φ 6 & $ $ φ 6  φ 6 $ & & $ φ 6  φ 6 $ $ & φ 6  $* φ 6  $7 φ 6  6060 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 50 50 50 50 50 50 $** $** $** $** $** $**  60 60 50 50  φ *6 $  $7 φ *6 60 60  φ *6 $ 50 50  $7 φ *6       89:+  φ <*6 φ 6 φ 6 &  &   4φ 6 φ 6 $7 $ φ 6  &&  ) & ) ) ) & φ <*6 4φ 6  2φ 6 ) φ 6 $* $ $ $ $ $* φ 6 ) 2φ 6  4φ 6 φ <*6  ) ) ) & )  &  &  φ 6 $ $7 φ 6 4φ 6  && φ 6 φ 6 φ <*6 8 =>01?@(#A   B III. TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM PHỤ 1.Sơ đồ tính. Xác định nhịp tính toán: Lấy theo mép gối tựa. -Đối với nhịp biên. L b = L 2 - 2 dc b - 2 t + 2 dp C = 6000 - 2 300 - 2 330 + 2 220 = 5795 mm = 5,795 m -Đối với nhịp giữa. L g = L 2 – b dc = 6000 - 300 = 5700 mm = 5,70 m 2. Xác định tải trọng. 2.1 Tĩnh tải. * Trọng lượng bản thân dầm phụ. g o = γ f,g × γ bt × b dp (h dp - h b ) = 1,1 × 25 × 0,2 (0,4 – 0,07) = 1,82 KN/m * Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào. g 1 = g s + L 1 = 3,23 × 2,0 = 6,46 KN/m * Tổng tĩnh tải g dp = g o + g 1 = 1,82 + 6,46 = 8,28 2.2 Hoạt tải. P dp = P s × L 1 = 8,4 × 2 = 16,8 KN/m 2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm phụ. q dp = g dp + P dp = 8,28 + 16,8 = 25,08 KN/m 3. Xác định nội lực 3.1 Biểu đồ bao mô men *Xét tỉ số: dp dp g P = 28,8 8,16 = 2,0 *Mô men âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn. X 1 = k × L b = 0,25 × 5,795 = 1,45 m = 1450 mm *Mô men dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn. Đối với nhịp biên: X 2 = 0,15 × L b = 0,15 × 5,795 = 0,87 m = 870 mm 9 Đối với nhịp giữa: X 3 = 0,15 × L b = 0,15 × 5,70 = 0,86 m = 860 mm *Mô men dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn. X 4 = 0,425 × L b = 0,425 × 5,795 = 2,46 m = 2460 mm BẢNG XÁC ĐỊNH TUNG ĐỘ BIỂU ĐỒ BAO MÔ MEN CỦA DẦM PHỤ Nhịp Tiết diện L b q L b 2 (KN/m) β Max β Min M Max M Min 1 2 3 4 5 6 7 8 Biên 0 5,795 842 0 0 1 0,065 54,73 2 0,090 75,78 0,425L b 0,091 76,62 3 0,075 63,15 4 0,020 16,84 5 -0,0715 -60,20 Thứ 2 6 5,70 815 0,018 -0,030 14,67 -24,45 7 0,058 -0,009 47,27 -7,34 0,5L g 0,0625 50,94 8 0,058 -0,006 47,27 -4,89 9 0,018 -0,024 14,67 -19,56 10 -0,0625 -50,94 3.2 Biểu đồ bao lực cắt Gối 1: Q 1 = 0,4 × q dp × L b = 0,4 × 25,08 × 5,795 = 58,14 KN Gối 2: Bên trái Q 1 t = 0,6 × q dp × L b = 0,6 × 25,08 × 5,795 = 87,20 KN Gối 2: Bên phải Q 2 p = Q 3 t = Q 3 p = 0,5 × q dp × L g = 0,5 × 25,08 × 5,70 = 71,48 KN 10 . 10 13 16 A B C D E E D C B A                    THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG I. MẶT BẰNG SÀN Công trình: Nhà công nghiệp Mặt bằng tầng thứ i Tường chịu lực có chiều dày t = 330 mm Cột tiết diện 300 × 300 Bê tông B15. làm việc của bê tông γ b2 = 1,0 Cốt thép chọn để tính toán + d ≤ 10 dùng loại thép CI + d ≥ 10 dùng loại thép CII Mặt bằng sàn + dầm phụ + dầm chính BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1   . × 10 3 KN/m 2 II. TÍNH TOÁN BẢN SÀN. 1.Các lớp cấu tạo sàn. Gạch Ceramic δ = 10 mm γ g = 20 KN/m 3 γ f = 1,2 Vữa lót δ = 25 mm γ v = 18 KN/m 3 γ f = 1,3 Bê tông cốt thép δ = h b mm